Повышение надежности работы КНС (канализационных насосных станций)

Аннотация
Ключевые слова: КНС, ОТКАЗ, НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМЫ, ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ.
Актуальность: Канализационные насосные станции (КНС) являются важнейшей частью водного коммунального хозяйства любого населенного пункта. Отказ КНС способен привести к последующему отказы всего канализационного трубопровода, что станет причиной огромных финансовых потерь, а также ухудшения санитарной обстановки и, как следствие, роста количества эпидемий различных инфекций. Поэтому необходимо учитывать огромное количество факторов, влияющих на эксплуатацию КНС, а также уметь прогнозировать возможное появление отказов в оборудовании КНС.
КНС представляют собой сложную техническую систему, работа которой зависит от множества параметров, как внутренних, так и внешних. В состав КНС входит гидротехническое оборудование и сооружения, применяемые для принудительного отвода сточных вод. Проектирование и строительство канализационной инфраструктуры является сложной задачей и включает в себя не только создание физической КНС, но также и разработку системы управления ею. При этом необходимо четко отделять критические параметры работы узлов КНС, но также и данные о надежности и отказоустойчивости КНС. Для этого необходимо применение адекватной методики, которая способна с достаточной степенью точности спрогнозировать вероятность отказа оборудования КНС и величину времени наработки до отказа.
Существующие на данный момент методы оценки надежности системы КНС являются морально устаревшими и не могут учитывать множество факторов в связи с развитием технологии изготовления узлов и агрегатов КНС

. Так методика С.Ю.Игнатчика [6] предполагает рассматривать работу КНС как марковский процесс. Данная методика предполагает определение технологических и вероятностных показателей работы КНС, однако ее существенным недостатком является ограничение на продолжительность простоя узлов системы: требуется отсутствие принципиального различия во времени, затрачиваемого на текущий и капитальный ремонты. Поэтому может значительно снижаться точность прогноза по данному методу.
Метод И.А.Рябинина [4] предполагает применение логических функций для описания работы КНС. При этом состояния узла КНС имеет только два варианта: «0» - не работает, «1» - работает. Сам процесс моделирования работы КНС включает в себя построение логической функции работы КНС, а также расчет вероятностной функции состояния узлов и агрегатов КНС. Данный метод не учитывает возможность влияния двух независимых потоков, которые оказывают воздействие на состояние КНС как системы одновременно.
Метод, предложенный И.А.Рябининым является наиболее точным и подходящим для модернизации. Основываясь на технологии установки насосных агрегатов в КНС становится возможным предположить, что система КНС с точки зрения надежности является системой с резервированием, что обеспечивает бесперебойность в работе КНС. Также резервирование в КНС характерно для применяемых линий.
Нами предлагается при оценке показателей надежности системы также предусмотреть возможность влияния износа насосных агрегатов на технологические показатели надежности, вероятностные показатели. При этом величина наработки на отказ группы агрегатов составит:
T=T0m+1(1)
где Т0 – наработка на отказ одного агрегата/узла;
m – кратность резервирования.
Вероятность безотказной работы агрегата узла определится по формуле:
Kг=rμrμ+1m+1λi(2)
где r – количество бригад для ремонта;
μ – интенсивность восстановления узла;
λ – интенсивность отказов узла.
Тогда для определения безотказности работы всей КНС рекомендуется к использованию формула:
K=lnn!n-l!l!Kг(n-l)1-Kг
где n – количество исправных узлов;
l – количество неисправных узлов.
Для определения функции плотности распределения величины подачи КНС рекомендовано использовать метод Монте-Карло